CN115007961B - 一种高温真空钎焊时增加环形零件进炉量的组合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温真空钎焊时增加环形零件进炉量的组合装置，包括高温合金支撑和石墨平台，高温合金支撑与石墨平台之间可拆卸连接，高温合金支撑包括上板、下板和多个支撑体，支撑体的一端与上板固定连接，支撑体的另一端与下板固定连接，上板上设置有上板加强筋下板上设置有下板加强筋。上板加强筋与下板加强筋之间设置有多个加强支杆。本发明的组合装置增加了真空钎焊环形零件的进炉数量，保证真空炉在均温区范围内钎焊更多的环形零件，充分发挥真空钎焊炉的效能，有效的克服了现有技术生产效率低和成本高的问题，且该组合装置拆装方便，便于现场操作。

Description

一种高温真空钎焊时增加环形零件进炉量的组合装置

技术领域

本发明属于真空钎焊技术领域，具体涉及一种增加高温真空钎焊环形零件进炉量的组合装置，特别是涉及增加航空发动机环形零件进炉量的组合装置。

背景技术

航空发动机环形零件真空钎焊时，受真空炉高温、高真空状态要求，为了保证零件钎焊质量和尺寸要求，零件进炉时只能平放在托架上，零件的进炉数量受到了极大地限制，导致零件的真空钎焊效率低，生产成本较高的问题，浪费了真空炉的效能，影响了发动机零件的交付。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种高温真空钎焊时增加环形零件进炉量的组合装置，增加了真空钎焊环形零件的进炉数量，保证真空炉在均温区范围内钎焊更多的环形零件，提高了生产效率，降低了生产成本，充分发挥真空钎焊炉的效能。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种高温真空钎焊时增加环形零件进炉量的组合装置，包括高温合金支撑和石墨平台，所述高温合金支撑与石墨平台之间可拆卸连接，高温合金支撑包括上板、下板和多个支撑体，支撑体的一端与上板固定连接，支撑体的另一端与下板固定连接。

优选的，所述上板上设置有上板加强筋，所述下板上设置有下板加强筋。

优选的，所述上板加强筋与下板加强筋之间设置有多个加强支杆，各加强支杆之间沿高温合金支撑的中心轴均匀排布，加强支杆的一端与上板加强筋焊接连接，所述加强支杆的另一端与下板加强筋之间焊接连接。

优选的，所述上板加强筋包括第一上板加强筋和第二上板加强筋，第一上板加强筋与第二上板加强筋固定连接，所述第一上板加强筋和第二上板加强筋与上板焊接连接。

优选的，所述下板加强筋包括第一下板加强筋和第二下板加强筋，第一下板加强筋与第二下板加强筋固定连接；所述第一下板加强筋和第二下板加强筋与下板之间焊接连接。

优选的，所述石墨平台上喷涂有Al₂O₃。

优选的，所述石墨平台上设置有多个减重孔。

优选的，所述高温合金支撑为圆台结构，所述石墨平台的形状为圆形。

优选的，所述上板和下板为环形结构，所述上板的外径尺寸大于下板的外径尺寸。

优选的，所述高温合金支撑采用GH3030合金。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供一种高温真空钎焊时增加环形零件进炉量的组合装置，由高温合金支撑与石墨平台组合而成，增加了真空钎焊环形零件的进炉数量，保证真空炉在均温区范围内钎焊更多的环形零件，充分发挥真空钎焊炉的效能，有效的克服了现有技术生产效率低和成本高的问题，且该组合装置拆装方便，便于现场操作。同时，本发明将环形零件放入真空炉进行真空钎焊时，将环形零件平放在托架上，利用环形零件的中空位置，将高温合金支撑放在该中空位置处，高温合金支撑和环形零件内表面保持一定的距离，有利于零件的整体受热和冷却。此外，本发明利用环形零件中空位置大的特点，可将零件放置在高温合金支撑与石墨平台表面上，这样的组合装置能提高生产效率，降低生产成本，缩短生产周期。

进一步，本发明在石墨平台上喷涂Al₂O₃粉末，通过三氧化二铝具有优异的化学稳定性、耐高温性能、耐磨损性能以及真空钎焊时的阻流特性，避免了高温钎焊时钎料挥发和飞溅在平台上造成零件和平台之间相互粘连。

进一步，本发明的高温合金支撑的上板的尺寸比下板的尺寸大，形成了圆台形结构，这样在放置支撑体时可有效利用底层零件的空间，

附图说明

图1为本发明的高温合金支撑与圆形石墨平台的组合装置示意图；

图2为本发明的喷涂Al₂O₃的圆形石墨平台示意图；

图3为本发明的高温合金支撑正视图；

图4为本发明的高温合金支撑俯视图；

图5为本发明的高温合金支撑示意图；

图中：高温合金支撑1，石墨平台2，减重孔2.1，上板1.1，加强支杆1.2，支撑体1.3，下板1.4，第一上板加强筋1.5，第二上板加强筋1.6，第一下板加强筋1.7，第二下板加强筋1.8。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

在生产中，将零件平放在托架上进炉，并且零件在钎焊时不能重叠放置，零件每次进炉数量有限，浪费了真空炉的空间，影响了零件的加工效率。由于本发明采取的技术方案，一种高温真空钎焊时增加环形零件进炉量的组合装置，如图1所示，为本发明的高温合金支撑与圆形石墨平台的组合装置示意图，包括高温合金支撑1，石墨平台2，减重孔2.1，上板1.1，加强支杆1.2，支撑体1.3，下板1.4，第一上板加强筋1.5，第二上板加强筋1.6，第一下板加强筋1.7，第二下板加强筋1.8，如图3所示，为本发明的高温合金支撑正视图所述高温合金支撑1与石墨平台2之间可拆卸连接，高温合金支撑1包括上板1.1、下板1.4和多个支撑体1.3，支撑体1.3的一端与上板1.1固定连接，支撑体1.3的另一端与下板1.4固定连接。上板1.1上设置有上板加强筋，所述下板1.4上设置有下板加强筋。上板加强筋与下板加强筋之间设置有多个加强支杆1.2，各加强支杆1.2之间沿高温合金支撑1的中心轴均匀排布，所述加强支杆1.2的一端与上板加强筋焊接连接，所述加强支杆1.2的另一端与下板加强筋之间焊接连接。如图5所示为本发明的高温合金支撑示意图，下板加强筋包括第一下板加强筋1.7和第二下板加强筋1.8，第一下板加强筋1.7与第二下板加强筋1.8固定连接；所述第一下板加强筋1.7和第二下板加强筋1.8与下板1.4之间焊接连接。如图4所示，为本发明的高温合金支撑正视图，上板加强筋包括第一上板加强筋1.5和第二上板加强筋1.6，第一上板加强筋1.5与第二上板加强筋1.6固定连接，所述第一上板加强筋1.5和第二上板加强筋1.6与上板1.1焊接连接，本发明的组合装置增加了真空钎焊环形零件的进炉数量，保证真空炉在均温区范围内钎焊更多的环形零件，充分发挥真空钎焊炉的效能，有效的克服了现有技术中生产效率低和成本高的问题，且该组合装置拆装方便，便于现场操作。

石墨平台2上喷涂有Al₂O₃，同时结合三氧化二铝的化学稳定性、耐高温性能、耐磨损性能以及真空钎焊时的阻流特性,在石墨平台2上喷涂一层厚度为0.15mm的Al₂O₃粉末，避免了高温钎焊时钎料挥发和飞溅在平台上造成零件和平台之间相互粘连。

如图2所示，为本发明的喷涂Al₂O₃的圆形石墨平台示意图，石墨平台2上设置有多个减重孔2.1，组合装置的圆形平台采用耐高温的石墨，在保证支撑强度的基础上，在石墨平台2上加工减重孔2.1，在圆形平台的中心加工一个大孔，同时在大孔边缘和平台边缘之间按圆周方向加工两排小孔，每排数量为6个并且均布排列，两排小孔的直径为大孔直径的1/2，

高温合金支撑1为圆台结构，所述石墨平台2的形状为圆形，上板1.1和下板1.4为环形结构，所述上板1.1的内径尺寸大于下板1.4的内径尺寸。高温合金支撑1的上表面的整体尺寸比下表面的整体尺寸大，形成了倒圆台形结构，这样在放置支撑体1.3时可有效利用底层零件的空间，上表面和下表面都为接触面，同时利用支撑体1.3和加强支杆1.2将上表面和下表面连接，连接的部位也采用手工焊的方式进行连接，连接时必须保证上下表面同轴，使用焊条将8根支撑体1.3两端按照一定角度均匀布置焊接在上板1.1和下板1.4上，避免支撑体1.3受力时不均匀，同时为了提高支撑体1.3的承力能力，在上下表面6根筋的部位焊接了4根支杆，保证了支撑在受力时不会出现塌陷。高温合金支撑1采用GH3030合金，其中高温合金支撑1中的上板1.1、下板1.4、上板加强筋、下板加强筋，支撑体1.3以及加强支杆1.2之间均采用焊接而成，所有部件的材料为具有良好工艺性能和满意焊接性能的GH3030合金，同时，为了增强支撑结构的强度，且上板1.1、下板1.4、上板加强筋、下板加强筋，支撑体1.3以及加强支杆1.2均为实心结构，其中，高温合金支撑1的上表面环形的上板1.1，第一上板加强筋1.5采用2根断筋与第二上板加强筋1.6采用1根长筋之间采用手工焊的方式焊接组成了高温合金支撑1的上表面与石墨平台2接触的表面，高温合金支撑1的下表面环形的下板1.4，第一下板加强筋1.7采用2根断筋与第二下板加强筋1.8采用1根长筋之间采用手工焊的方式焊接组成了高温合金支撑1下表面，也就是真空钎焊时和托架接触的表面，

在生产中，将零件平放在托架上进炉，并且零件在钎焊时不能重叠放置，零件每次进炉数量有限，浪费了真空炉的空间，影响了零件的加工效率。由于本发明采取的技术方案，利用环形零件中空位置大的特点，可将零件放置在高温合金支撑1+圆形石墨平台2表面上，这样的组合装置能提高生产效率1倍，降低生产成本50％，缩短生产周期50％，使用2套这样的装置进炉真空钎焊的零件数量将比使用1套再翻1倍。

为验证本发明的效果，以某机机匣内套工件试验，具体过程是：

试验设备：华海大型卧式VBF-300真空钎焊炉；

设备参数：有效加热区1200×900×900，炉温均匀性(800～12001℃/15℃,压升率≤0.35Pa/h；

冷态真空度：＜4×10^-2Pa；工作真空度：＜4×10^-2Pa

升温速率：(320～3801℃/h→(3501101℃ 保温(10～151min

(620～6801℃/h→(9501101℃ 保温(30～401min

(390～5101℃/h→(10451101℃

钎焊：(10451101℃ 保温(20～251min

冷却：真空冷却到900℃以下，回填氩气，气体风扇冷却至80℃以下。

验证方案：见表1。

表1验证方案

试验结果表明，真空钎焊1个零件、通过1套组合装置钎焊2个零件以及通过2套组合装置钎焊4个零件的效果相同，通过该装置能有效提高进炉零件的数量。

下面将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是实施例的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的实例性实施方式。

本装置包括高温合金支撑1+喷涂Al₂O₃的圆形石墨平台2，工作原理是在真空钎焊环形零件前进炉时，先在托架放上需要钎焊的环形零件，然后在托架环形零件的中空部位放上组合装置中的高温合金支撑1，之后放上喷涂Al₂O₃的圆形石墨平台2，最后在石墨平台2上放上零件，该支撑装置由两个部分组合而成，拆装非常方便。

本实施例1采用材料为GH141、GH536以及GH907，外轮廓尺寸为为的发动机机匣内套，在对机匣内套进行钎焊时，现将机匣内套放在托架上，然后将高温合金支撑1下板1.4朝下平放在机匣内套中空的托架上，然后将喷涂Al₂O₃的圆形石墨平台2放在高温合金支撑1的上板1.1上，最后在石墨平台2的表面放上另外一个机匣内套，在有效加热区为1200mm×900mm×900mm的华海大型卧式VBF-300真空钎焊炉中可以使用两套高温合金支撑1+圆形石墨平台2的组合装置放置4个机匣内套，具体参数如下：

设备参数：炉温均匀性(800～12001℃/15℃,压升率≤0.35Pa/h；

冷态真空度：＜4×10^-2Pa；工作真空度：＜4×10^-2Pa

升温速率：(320～3801℃/h→(3501101℃ 保温(10～151min

(620～6801℃/h→(9501101℃ 保温(30～401min

(390～5101℃/h→(10451101℃

钎焊：(10451101℃ 保温(20～251min

冷却：真空冷却到900℃以下，回填氩气，气体风扇冷却至80℃以下。本实施例1使用高温合金支撑1+圆形石墨平台2的组合装置，两套高温合金支撑1+圆形石墨平台2的组合装置就能同时真空钎焊4个机匣内套，零件钎缝合格，极大地提高了真空炉的使用效率，缩短了生产周期，降低了生产成本。

本实施例2采用材料为K536、GH188、K188，零件外轮廓尺寸为的发动机带文氏管的头部，在对带文氏管的头部进行钎焊时，现将带文氏管的头部放在托架上，然后将高温合金支撑1下板1.4朝下平放在机匣内套中空的托架上，然后将喷涂Al₂O₃的圆形石墨平台2放在高温合金支撑1的上板1.1上，最后在石墨平台2的表面放上另外一个带文氏管的头部，在有效加热区为1200mm×900mm×900mm的华海大型卧式VBF-300真空钎焊炉中也可以使用两套高温合金支撑1+圆形石墨平台2的组合装置放置4个带文氏管的头部，具体参数如下：

设备参数：炉温均匀性(800～12001℃/15℃,压升率≤0.35Pa/h；

冷态真空度：＜4×10^-2Pa；工作真空度：＜4×10^-2Pa

升温速率：(320～3801℃/h→(3501101℃ 保温(10～151min

(680～7401℃/h→(10501101℃ 保温(20～301min

(390～5101℃/h→(11701101℃

钎焊：(11701101℃ 保温(10～201min

冷却：真空冷却到900℃以下，回填氩气，气体风扇冷却至80℃以下。

本实施例2使用高温合金支撑1+圆形石墨平台2的组合装置，两套高温合金支撑1+圆形石墨平台2的组合装置就能同时真空钎焊4个带文氏管的头部，零件钎缝合格。

本实施例3采用材料为GH536以及GH188，外轮廓尺寸为的带支撑环的外壁，在对带支撑环的外壁进行钎焊时，现将带支撑环的外壁放在托架上，然后将高温合金支撑1下板1.4朝下平放在机匣内套中空的托架上，然后将喷涂Al₂O₃的圆形石墨平台2放在高温合金支撑1的上板1.1上，最后在石墨平台2的表面放上另外一个带支撑环的外壁，在有效加热区为1200mm×900mm×900mm的华海大型卧式VBF-300真空钎焊炉中可以使用1套高温合金支撑1+圆形石墨平台2的组合装置放置2个带支撑环的外壁，具体参数如下：

设备参数：炉温均匀性(800～12001℃/15℃,压升率≤0.35Pa/h；

冷态真空度：＜4×10^-2Pa；工作真空度：＜4×10^-2Pa

升温速率：(330～3901℃/h→(3501101℃ 保温(15～251min

(630～6901℃/h→(9501101℃ 保温(20～301min

(420～4801℃/h→(10501101℃

钎焊：(10501101℃ 保温(15～201min

冷却：真空冷却到900℃以下，回填氩气，气体风扇冷却至80℃以下。

本实施例3使用高温合金支撑1+圆形石墨平台2的组合装置，1套高温合金支撑1+圆形石墨平台2的组合装置就能同时真空钎焊2个带支撑环的外壁，零件钎缝合格。

由技术常识可知，本发明可以通过其他的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (7)

1.一种高温真空钎焊时增加环形零件进炉量的组合装置，其特征在于，包括高温合金支撑（1）和石墨平台（2），所述高温合金支撑（1）与石墨平台（2）之间可拆卸连接，高温合金支撑（1）包括上板（1.1）、下板（1.4）和多个支撑体（1.3），支撑体（1.3）的一端与上板（1.1）固定连接，支撑体（1.3）的另一端与下板（1.4）固定连接；

所述上板（1.1）上设置有上板加强筋，所述下板（1.4）上设置有下板加强筋；

所述上板加强筋与下板加强筋之间设置有多个加强支杆（1.2），各加强支杆（1.2）之间沿高温合金支撑（1）的中心轴均匀排布，加强支杆（1.2）的一端与上板加强筋焊接连接，所述加强支杆（1.2）的另一端与下板加强筋之间焊接连接；

所述上板（1.1）和下板（1.4）为环形结构，所述上板（1.1）的外径尺寸大于下板（1.4）的外径尺寸；

在真空钎焊环形零件进炉前，先在托架上放一个需要钎焊的环形零件，然后在该环形零件的中空部位放上所述的高温合金支撑（1），之后放上石墨平台（2），再在石墨平台（2）上放另一个需要钎焊的环形零件。

2.根据权利要求1所述一种高温真空钎焊时增加环形零件进炉量的组合装置，其特征在于，所述上板加强筋包括第一上板加强筋（1.5）和第二上板加强筋（1.6），第一上板加强筋（1.5）与第二上板加强筋（1.6）固定连接，所述第一上板加强筋（1.5）和第二上板加强筋（1.6）与上板（1.1）焊接连接。

3.根据权利要求1所述一种高温真空钎焊时增加环形零件进炉量的组合装置，其特征在于，所述下板加强筋包括第一下板加强筋（1.7）和第二下板加强筋（1.8），第一下板加强筋（1.7）与第二下板加强筋（1.8）固定连接；所述第一下板加强筋（1.7）和第二下板加强筋（1.8）与下板（1.4）之间焊接连接。

4.根据权利要求1所述一种高温真空钎焊时增加环形零件进炉量的组合装置，其特征在于，所述石墨平台（2）上喷涂有Al₂O₃。

5.根据权利要求1所述一种高温真空钎焊时增加环形零件进炉量的组合装置，其特征在于，所述石墨平台（2）上设置有多个减重孔（2.1）。

6.根据权利要求1所述一种高温真空钎焊时增加环形零件进炉量的组合装置，其特征在于，所述高温合金支撑（1）为圆台结构，所述石墨平台（2）的形状为圆形。

7.根据权利要求1所述一种高温真空钎焊时增加环形零件进炉量的组合装置，其特征在于，所述高温合金支撑（1）采用GH3030合金。